(57)【要約】【課題】応力腐食、化学的腐食などに対する耐性を持つ振動子を提供する。【解決手段】固定部１３を介して圧電素子１１と、振動部１２とが結合されており、圧電素子１１の振動に応じて振動部１２が振動する。振動部１２は、たとえば、ステンレススチール、アルミニウム、表面にメッキを施したアルミニウムなどで製造し、振動部２２の先端１２Ｆ付近における応力腐食を防止するため、無機酸化物、たとえば、アルミナあるいはモース硬度５以上のガラスなどで形成した被覆部１４で先端１２Ｆの周囲を被覆する。【選択図】図６
2007111636.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部と、該固定部を介して結合された圧電素子と、振動部とを有する振動子において、
前記振動部は、ステンレススチール、アルミニウム、表面にメッキを施したアルミニウムのいずれかで形成されており、
少なくとも前記振動部の先端を含む該先端の周囲を、前記振動子による超音波で発生したキャビテーション・エロージョンに対して機械的な耐性があり、前記振動部の材料と剥離しない材料で被覆したことを特徴とする、
振動子。
【請求項２】
前記振動部の先端を含む該先端の周囲で、水と接触する部分を、水に含まれる無機質材に対して化学的に耐性がある材料で被覆したことを特徴とする、
請求項１に記載の振動子。
【請求項３】
固定部と、該固定部を介して結合された圧電素子と、振動部とを有する振動子において、
前記振動部は、ステンレススチール、アルミニウム、表面にメッキを施したアルミニウムのいずれかで形成されており、
前記振動部の先端を含む該先端の周囲で、水と接触する部分を、水に含まれる無機質材に対して化学的に耐性がある材料で被覆したことを特徴とする、
振動子。
【請求項４】
前記被覆は無機酸化物を用いたことを特徴とする、
請求項１〜３のいずれかに記載の振動子。
【請求項５】
前記被覆として焼結したアルミナを用いたことを特徴とする、
請求項４に記載の振動子。
【請求項６】
前記被覆としてモース硬度５以上のガラスを用いたことを特徴とする、
請求項１〜３のいずれかに記載の振動子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧電素子を用いた振動子に関する。
特に本発明は耐久性を有する圧電素子を用いた振動子に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、超音波加湿器、医療用ネブライザーなどに用いる超音波加湿器用振動子を開示している。
特許文献１に記載された超音波加湿器用振動子は、ジルコニウム（Ｚｒ）、チタン（Ｔｉ）、鉛（Ｐｂ）などの酸化物からなる圧電材料を用いて製造されている。
【０００３】
被覆として、銀を焼き付けし、その上にニッケルメッキを施した圧電素子は、たとえば、水道水に含まれる無機質材、たとえば、次亜塩素酸カルシウムなどで圧電素子の表面が腐食されたり、超音波によるキャビテーション・エロージョンにより振動子表面の被覆が脱落または剥離する現象に遭遇することが、特許文献１に記載されている。
他の被覆として、銀を焼き付けし、その上に薄いステンレス板を樹脂接着した圧電素子は、電気的特性、加湿量のバラツキが大きく、圧電素子を連続的に使用したとき、圧電素子に生ずる発熱により接着剤が劣化し、ステンレス板と圧電素子との間が剥離することが、特許文献１に記載されている。
上述した問題を解決し、圧電素子の長寿命化を図るため、特許文献１は、電極の加湿面の中心部の表面層に、１０〜９０％の面積に、硼酸、酸化鉛、酸化亜鉛、珪酸、酸化ナトリウムを主成分とするガラス被覆を保護膜として形成することを開示している。
【０００４】
特許文献２は、電気信号を機械的な振動に変換する圧電素子と、一端に圧電素子を取付けた基部と、基部の他端にホーンを取り付けた振動子を開示している。
特許文献２に開示された振動子は、圧電素子に電圧を印加して圧電素子をその固有振動数（固有周波数）で振動させ、基部を振動の節にして、基部の他端に取り付けられているホーンを振動させる。特許文献２に開示された振動子は、小型化が意図されており、半波長モードで振動する構造を有している。
【０００５】
特許文献２に開示された振動子に類似する振動子の用途例のいくつかを図１〜図３を参照して述べる。
【０００６】
図１（Ａ）、（Ｂ）は、振動子を用いて超音波により霧を発生させる場合の例を示す。図１（Ａ）は概略側断面図であり、図１（Ｂ）は円筒状部１２Ｂの先端１２Ｆ側から見た振動部１２の断面図である。
振動子１０は、圧電素子１１と、振動部１２と、固定部（または基部）１３とを有する。固定部１３の一方の面に圧電素子１１が固定され、固定部１３の他方の面に振動部１２が固定されている。
圧電素子１１は、たとえば、ＰＺＴであり、電圧が印加されると、矢印Ａ１で示した方向にそのＰＺＴの固有振動数で振動する。
固定部１３は、金属、たとえば、ステンレススチール、アルミニウム、表面にメッキを施したアルミニウムなどで製造されており、圧電素子１１の振動を振動部１２に伝達するとともに、圧電素子１１と振動部１２とを固定する。
振動部１２は、固定部１３に固定された、湾曲部１２Ａと円筒状部１２Ｂとを有する。振動部１２は振動に応じた質量を持つ。
振動部１２は、圧電素子１１の振動に応じて振動し、矢印Ａ２で示したその長手方向に左右に振動する。振動部１２の材料は、機械的な強度、所定の質量、音速、加工の容易さ、入手し易さ、低価格などの観点から、たとえば、ステンレススチール、アルミニウム、表面にたとえばニッケルメッキを施したアルミニウムのいずれかである。
振動子１０においては、好ましくは、振動部１２の振動の振幅を、圧電素子１１の振動の振幅より大きくしている。それにより、圧電素子のみを用いる特許文献１の技術とは異なり、大きな振幅が得られるという効果がある。
【０００７】
固定部１３が水供給用綿５０に対して固定した位置に固定される。
振動子１０の円筒状部１２Ｂの先端１２Ｆの近傍に水供給用綿５０を接触させ、圧電素子１１に電圧を印加すると圧電素子１１が矢印Ａ１の方向に超音波周波数で高速に振動する。その結果、振動部１２も高速に振動し、円筒状部１２Ｂの先端１２Ｆが振動により矢印方向Ａ２に振動する。好ましくは、振動部１２の振動の振幅を圧電素子１１の振動の振幅より大きくすると、水供給用綿５０に含まれた水が振動部１２の先端に広がり、その水にキャピラリー波が発生して、霧５５が発生する。
【０００８】
図２は振動子による超音波により霧を発生させる超音波霧化器、または振動子による超音波により水を攪拌する超音波攪拌機、または振動子による超音波により水を振動させて洗浄に用いる超音波洗浄器などの例を示す。
図２に図解した振動子１０は、図１（Ａ）、（Ｂ）を参照して述べたものと同様である。
水槽６０には水、たとえば、水道水が収容されており、その水道水の中に円筒状部１２Ｂの一部と先端１２Ｆを浸漬させる。固定部１３が水槽６０に対して固定される。
圧電素子１１に電圧を印加すると圧電素子１１が矢印Ｂ１の方向に超音波周波数で高速に振動する。その結果、振動部１２も高速に振動し、円筒状部１２Ｂの先端１２Ｆが振動により矢印方向Ｂ２に振動する。好ましくは、振動部１２の振動の振幅を圧電素子１１の振動の振幅より大きくすると、キャビテーションが発生し、水槽６０内の被洗浄物を洗浄することができる。
【０００９】
また、たとえば、図３のように、水が収容された容器の下部に圧電素子１１を配設して、圧電素子１１の超音波により容器内の水を振動させて水面にキャピラリー波を発生させ、容器の上部の水面から霧を発生させる、超音波加湿器用振動子として用いることもできる。
振動子２０は、圧電素子２１と、振動部２２と、固定部２３とを有する。固定部２３の一方の面に圧電素子２１が固定され、固定部２３の他方の面に振動部２２が固定されている。圧電素子２１は、たとえば、ＰＺＴであり、電圧が印加されると、矢印Ｃ１で示した方向に、そのＰＺＴの固有振動数で振動する。
固定部２３は、金属、たとえば、ステンレススチール、アルミニウム、表面にメッキを施したアルミニウムなどで製造されており、圧電素子２１の振動を振動部２２に伝達するとともに、圧電素子２１と振動部２２とを固定する。
振動部１２は振動に応じた質量を持つ。
振動部２２は、圧電素子２１の振動に応じて振動し、矢印Ｃ２で示したその長手方向に振動する。
振動部２２の材料は、機械的な強度、質量、加工の容易さ、音速、入手し易さ、低価格などの観点から、たとえば、ステンレススチール、アルミニウム、表面にたとえばニッケルをメッキしたアルミニウムが用いられる。
振動子２０においても、好ましくは、振動部２２の振動の振幅を、圧電素子２１の振動の振幅より大きくする。それにより、圧電素子２１の振動の振幅より大きな振動の振幅が得られという効果がある。
【００１０】
水槽７０には水、たとえば、水道水が収容されている。
圧電素子２１に図示しない配線を介して電圧を印加すると圧電素子２１が矢印Ｃ１の方向に超音波周波数で高速に振動する。その結果、振動部２２も高速で矢印方向Ｃ２に高速に振動する。その振動により、水槽７０内の水の波面から霧が発生する。
【特許文献１】特許第２，６５２，４４０号
【特許文献２】特開２００３−１１２１２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
図４は、たとえば、図２に図解した方法で振動子１０を用いて霧化のため連続運転した場合の振動部１２の先端１２Ｆの状態を撮影した図である。
図５は、振動部１２の先端１２Ｆ部分の近傍の側断面図である。振動部１２は表面にニッケルメッキを施したアルミニウムで製造されている。
図４において、円形の輪郭の中に、黒い部分と白い部分とが見える。図４、図５において、黒い部分は、振動部１２の材質の１例である、アルミニウムの表面にニッケルメッキを施した状態を示す。白い部分は、腐食している状態を示す。
図４および図５から、先端１２Ｆ部分が特に、腐食されていることが判る。
上述した腐食は、たとえば、水道水に含まれる無機質材、たとえば、次亜塩素酸カルシウムなどに腐食されたり、超音波によるキャビテーション・エロージョンに起因するものと想定される。特に、円筒状部１２Ｂの先端１２Ｆの腐食の程度が大きいことは、キャビテーション・エロージョンに起因する要素が大きいと推測される。
【００１２】
このような腐食が起こると、腐食部分が剥離して振動部１２の質量が変化して、振動数が変化し、期待した振動特性が得られなくなる可能性がある。
また振動部１２の形状が変化することから、超音波の伝達が不均一になり、期待した振動特性が得られなくなる可能性がある。
さらに腐食による剥離の程度が進展すると、振動部１２の摩耗破損により、それ以上使用することができない場合が起こる。
その結果、振動子１０を、たとえば、水の霧化などに使用してしたとき、耐用年数が短くなり、頻繁に振動子１０を交換しなければならなくなる。
【００１３】
上述した振動部１２部分の部材であるステンレススチール、アルミニウム、表面にたとえば、ニッケルメッキを施したアルミニウムのいずれかが、たとえば、水道水に含まれる無機質材、たとえば、次亜塩素酸カルシウムなどに腐食されたり、超音波によるキャビテーション・エロージョンに起因して腐食されると推察される。
【００１４】
なお、上述した振動子１０の振動部１２は、特許文献１に記載したように、被覆として、銀を焼き付けしその上に薄いステンレス板を樹脂接着した圧電素子ではなく、ステンレススチール、アルミニウム、表面にたとえば、ニッケルメッキを施したアルミニウムのいずれかであるから、特許文献１に記載されているような、電気的特性、加湿量のバラツキ、圧電素子を連続的に使用したとき、圧電素子に生ずる発熱により接着剤が劣化し、ステンレス板と圧電素子との間が剥離する可能性は低い。
【００１５】
図１（Ａ）、（Ｂ）、および、図３を参照して述べた例についても、振動子２０の振動部２２の先端２２Ｆなどは上記同様の腐食などの問題に遭遇する。
【００１６】
図１〜図３を参照して述べた振動子の用途例に限らず、振動子を用いた種々の用途がある。たとえば、洋服のシミ取りなどにも振動子が適用できる。そのような場合にも、振動子は上記同様の問題に遭遇する。
【００１７】
本発明の目的は、水道水などの水に含まれる無機質材、たとえば、次亜塩素酸カルシウムなどに腐食されたり、振動子の超音波によるキャビテーション・エロージョンの影響を受けない、振動子を提供することにある。
また本発明の目的は、低価格、容易な方法で、長期間安定に使用できる、上述した無機質材に腐食されたり、超音波によるキャビテーション・エロージョンの影響を受けない振動子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明によれば、固定部と、該固定部を介して結合された圧電素子と、振動部とを有する振動子において、前記振動部は、ステンレススチール、アルミニウム、表面にメッキを施したアルミニウムのいずれかで形成されており、少なくとも前記振動部の先端を含む該先端の周囲を、前記振動子による超音波によるキャビテーション・エロージョンに機械的な耐性があり、前記振動部の材料と剥離しない材料で被覆したことを特徴とする、振動子が提供される。
好ましくは、前記振動部の先端を含む該先端の周囲で、水と接触する部分を、水に含まれる無機質材に対して化学的に耐性がある材料で被覆したことを特徴とする。
また本発明によれば、固定部と、該固定部を介して結合された圧電素子と、振動部とを有する振動子において、前記振動部は、ステンレススチール、アルミニウム、表面にメッキを施したアルミニウムのいずれかで形成されており、前記振動部の先端を含む該先端の周囲で、水と接触する部分を、水に含まれる無機質材に対して化学的に耐性がある材料で被覆したことを特徴とする、振動子が提供される。
【００１９】
好ましくは、前記被覆として無機酸化物を用いたことを特徴とする。特定的には、前記被覆として焼結したアルミナを用いたことを特徴とする。
また好ましくは、前記被覆としてモース硬度５以上のガラスを用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、水に含まれる無機質材、たとえば、次亜塩素酸カルシウムなどに腐食されたり、超音波によるキャビテーション・エロージョンの影響を受けない、振動子が得られた。
また本発明の振動子は、低価格、容易な方法で、長期間安定に使用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の振動子の実施の形態を添付図面を参照して述べる。
【００２２】
第１実施の形態
図６（Ａ）、（Ｂ）は本発明の振動子の第１実施の形態の振動子の側断面図と、振動子の先端部から見た断面図である。
本発明の第１実施の形態の振動子１０Ａは、圧電素子１１と、振動部１２と、固定部１３と、被覆部１４とを有する。
図６（Ａ）、（Ｂ）に図解した振動子１０Ａは、図１（Ａ）、（Ｂ）、図２を参照して述べた振動子１０と類似しており、被覆部１４が付加されている。
【００２３】
図６（Ａ）、（Ｂ）に図解した振動子１０Ａは、図１（Ａ）、（Ｂ）、図２、図３を参照して述べた超音波加湿器用振動子などに使用することができる。
なお、第１の振動子１０Ａの動作原理、動作モードなどは、特許文献２に記載の通りであるから、説明を割愛する。
【００２４】
固定部１３の一方の面に圧電素子１１が固定され、固定部１３の他方の面に振動部１２が固定されている。
圧電素子１１は、電気信号を機械的な振動に変換する圧電素子、たとえば、チタン酸ジルコニウム鉛（ＰＺＴ）であり、電圧が印加されると、矢印Ａ１で示した方向に、そのＰＺＴの固有振動数で振動する。その固有振動数は、たとえば、数十ＫＨｚ〜数１００ＫＨｚ、たとえば、８０ＫＨｚまたは２００ＫＨｚである。
ＰＺＴを用いた圧電素子１１は、たとえば、ジルコニウム（Ｚｒ）、チタン（Ｔｉ）、鉛（Ｐｂ）などの酸化物からなる圧電材料を用いて製造しており、そのように製造した圧電素子の表面に、保護カバー、たとえば、ガラス製の保護カバーを施している。
【００２５】
固定部１３は、金属、たとえば、ステンレススチール、アルミニウム、表面にメッキを施したアルミニウムなどで製造されており、圧電素子１１の振動を振動部１２に伝達するとともに、圧電素子１１と振動部１２とを固定する。
【００２６】
振動部１２は、固定部１３に固定された、湾曲部１２Ａと円筒状部１２Ｂとを有する。  振動子１０Ａにおいては、好ましくは、振動部１２の振動の振幅を、圧電素子１１の振動の振幅より大きくしている。それにより、圧電素子１１の振動の振幅が小さくても振動部１２の振動の振幅を大きくすることができる。
振動部１２は振動数に応じた質量を持つ。振動部１２は、圧電素子１１の振動に応じて振動し、矢印Ａ２で示した長手方向に振動する。
振動部１２の材料は、繰り返し振動を行う機械的な強度、質量、加工の容易さ、音速、入手し易さ、低価格などの観点から、たとえば、ステンレススチール、アルミニウム、表面にメッキを施したアルミニウムのいずれかである。
【００２７】
本発明の実施の形態の振動部１２の材料の１例としてのアルミニウムの表面にメッキを施する好適な材料としては、たとえば、ニッケル、クロム、銅、カドミウム、アルマイトなどを用いることができる。
【００２８】
被覆部１４は、キャビテーション・エロージョン対策として、最低限、円筒状部１２Ｂの先端１２Ｆ部分を覆えばよい。先端１２Ｆが一番、キャビテーション・エロージョンの影響を受けるからである。
被覆部１４の実装の問題、取付けの安定性などを考慮して、実際は、被覆部１４は、振動部１２の先端１２Ｆを覆い、先端１２Ｆから振動部１２の途中まで設けられる場合が多い。
さらに、キャビテーション・エロージョン対策に加えて、水道水に含まれる無機質材、たとえば、次亜塩素酸カルシウムなどに腐食されることを防止する観点からは、円筒状部１２Ｂの先端１２Ｆから振動部１２の水と接触する部分まで、被覆部１４を設けることが望ましい。
本願発明者は、振動部１２が、水、たとえば、水道水に含まれる無機質材、たとえば、次亜塩素酸カルシウムなどに腐食されたり、超音波によるキャビテーション・エロージョンの影響を受けず、超音波の振動に対して長期的に機械的に安定であり、化学的にも安定で長期間安定に使用できるもの、さらに振動部１２の材料である、たとえば、ステンレススチール、アルミニウム、表面に上述した材料でメッキを施したアルミニウムなどと馴染みがよく、剥離、化学的な変化を起こさない材料、加えて低価格、容易に入手でき、加工方法を容易な材料と方法とを種々試みた。
【００２９】
その結果、１例として、たとえば、ステンレススチール、アルミニウム、表面に上述した材料でメッキを施したアルミニウムなどで製造された振動部１２に、アルミナ（Ａｌ2
Ｏ3 ）を焼結して筒状に固化したものを接着材を用いて被覆することが好ましいことが判った。
アルミナを使用する利点のいくつかを下記に述べる。
アルミナは高温の温度測定に使用する熱伝対の絶縁材料などにも使用されるように耐熱性が非常に高い。アルミナは化学的にも長期間安定である。アルミナを焼結して固化したものはセラミックとも呼ばれており機械的に非常に強固である。硬度も非常に高い。たとえば、振動部１２の材料であるステンレススチール、アルミニウム、表面に上述した材料でメッキを施したアルミニウムなどよりアルミナの硬度が高く、これらの保護としても十分であり、キャビテーション・エロージョンに対して有効である。アルミナは低価格であり、入手も容易である。振動部１２の先端１２Ｆを含む、水に浸漬される部分を被覆する筒状の形状にアルミナを焼結して固化することも容易である。ステンレススチール、アルミニウム、表面に上述した材料でメッキを施したアルミニウムなどで製造された振動部１２と樹脂で接着することが簡単にでき、加工が容易であるとともに、これら振動部１２の材料と馴染みがよく、長期間使用しても剥離しにくい。
【００３０】
なお、振動子１０と振動子１０Ａとが同じ特性、たとえば、同じ共振特性（共振周波数）を示すように製造する場合、振動子１０Ａの振動部１２と被覆部１４との合計質量を、振動子１０の振動部１２の質量と同じにする。
被覆部１４の質量が非常に小さな場合は、振動子１０の振動部１２に被覆部１４を設けるだけでよい。その観点において、既存の振動部１２にも適用できるから、被覆部１４は軽量であることが望ましい。
アルミナは軽量であり、その点でも被覆部１４の材料として用いることが好ましい。
なお、アルミナに限定されず、アルミナに代表される無機酸化物が、上述したアルミナと同様の利点があり、被覆部１４として用いることができることも判った。
【００３１】
被覆部１４の２例として、ガラスを接着剤を用いて被覆することも好ましいことが判った。ガラスを使用する利点のいくつかを下記に述べる。
ガラスは耐熱性が非常に高い。ガラスは化学的にも長期間安定である。ガラスは機械的に非常に強固である。
ガラスは硬度も非常に高い。なお、実験結果によれば、モース硬度５未満では柔らかく、モース硬度５以上のガラスが好ましいことが判った。たとえば、振動部１２の材料であるステンレススチール、アルミニウム、表面にメッキを施したアルミニウムなどより、モース硬度が５以上のガラスは硬度が高く、これらの保護としても十分であり、キャビテーション・エロージョンに対して有効である。
ガラスは低価格で、入手も容易である。
振動部１２の先端１２Ｆを含む、水に浸漬される部分を被覆する筒状の形状にガラスを製造することも容易である。
また、ステンレススチール、アルミニウム、表面に上述した材料でメッキを施したアルミニウムなどで製造された振動部１２とガラスとを接着剤で接着することが容易であるとともに、これら振動部１２の材料と馴染みがよく、長期間使用しても剥離しにくい。接着剤も特殊のものを用いる必要がない。
ガラスは軽量であり、被覆部１４として好ましい。
【００３２】
被覆部１４の材料例として、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）、ガラスを述べたが、これらに限定されず、上述した目的を達成するものであれば、他のものを用いることができる。
【００３３】
第２実施の形態
図７（Ａ）、（Ｂ）は本発明の振動子の第２実施の形態の振動子の側断面図と、振動子の先端部から見た断面図である。
本発明の第２実施の形態の振動子３０は、圧電素子３１と、振動部３２と、固定部３３と、被覆部３４とを有する。
図７（Ａ）、（Ｂ）に図解した振動子３０は形状は異なるが、図６（Ａ）、（Ｂ）を参照して述べた振動子１０Ａと類似する。
【００３４】
図７（Ａ）、（Ｂ）に図解した振動子３０も、たとえば、図１（Ａ）、（Ｂ）、図２および図３を参照して述べた用途、あるいは、衣類などのシミ取り器、あるいは、超音波洗浄器などに使用することができる。
振動子３０の動作原理は、たとえば、特許文献２に記載したものと同様である。
【００３５】
固定部３３の一方の面に圧電素子３１が固定され、固定部３３の他方の面に振動部３２が固定されている。
圧電素子３１は、圧電素子１１と同様、電気信号を機械的な振動に変換する圧電素子、たとえば、ＰＺＴであり、電圧が印加されると、矢印Ａ１で示した方向に、そのＰＺＴの固有振動数で振動する。ＰＺＴを用いた圧電素子３１は、たとえば、ジルコニウム（Ｚｒ）、チタン（Ｔｉ）、鉛（Ｐｂ）などの酸化物からなる圧電材料を用いて製造しており、そのように製造した圧電素子の表面に保護カバー、たとえば、ガラス製の保護カバーを施している。
【００３６】
固定部３３は、金属、たとえば、ステンレススチールで製造されており、圧電素子３１の振動を振動部３２に伝達するとともに、圧電素子３１と振動部３２とを固定する。
【００３７】
振動部３２は、振動部３２に固定された、傾斜部３２Ａと平坦部３２Ｂとを有する。振動部３２は振動に応じた質量を持つ。振動部３２は、圧電素子３１の振動に応じて振動し、矢印Ａ２で示したその長手方向に振動する。
振動子３０においても、好ましくは、振動部３２の振動の振幅を、圧電素子３１の振動の振幅より大きくしている。それにより、圧電素子３１の振動の振幅が小さくても振動部３２の振動の振幅を大きくすることができる。
振動部３２の材料は、繰り返し振動する機械的な強度、加工の容易さ、音速、入手し易さ、低価格などの観点から、たとえば、振動子１０Ａの振動部１２と同様、ステンレススチール、アルミニウム、表面に上述した材料でメッキを施したアルミニウムなどである。
【００３８】
被覆部３４は、振動部３２の水に浸漬される部分または水と接触する部分、たとえば、平坦部３２Ｂの先端３２Ｆを覆い、先端３２Ｆから平坦部３２Ｂの途中まで設けられている。
本願発明者は、振動子１０Ａの場合と同様、振動部３２が、水、たとえば、水道水に含まれる無機質材、たとえば、次亜塩素酸カルシウムなどに腐食されたり、超音波によるキャビテーション・エロージョンの影響を受けず、超音波の振動に対して長期的に機械的に安定であり、化学的にも安定で長期間安定に使用できるもの、さらに振動部３２の材料である、たとえば、ステンレススチール、アルミニウム、表面に上述した材料でメッキを施したアルミニウムなどと馴染みがよく、剥離、化学的な変化を起こさない材料、加えて低価格、容易に入手でき、加工方法を容易な材料と方法を種々試みた。
その結果は、振動子１０Ａの被覆部１４と同様、被覆部３４として、無機酸化物、たとえば、アルミナ、あるいは、モース硬度５以上のガラスなどを用いることが好ましいことが判った。その理由は上述した通りである。
【００３９】
第３実施の形態
本発明の振動子の第３実施の形態として、図３を参照して述べた振動子２０の振動部２２の部分全体を覆う被覆部（図示せず）を設けることができる。
振動子２０の振動部２２も、振動子１０の振動部１２、振動子３０の振動部３２と同様、たとえば、ステンレススチール、アルミニウム、表面に上述した材料でメッキを施したアルミニウムなどで製造されており、被覆部の条件は第１実施の形態、第２実施の形態と同様である。
【００４０】
本発明の振動子における被覆部は、振動部１２、振動部２２、振動部３２などの形状に問わず、上述した無機酸化物、たとえば、アルミナ、あるいは、モース硬度５以上のガラスなどを用いることができる。
【００４１】
本発明の振動子において、圧電素子１１、圧電素子２１、圧電素子３１は、上述したＰＺＴに限らず、その他の圧電素子、たとえば、ニオブ酸リチウムなどを用いることができる。
そのような圧電素子を用いた場合でも、本発明の振動子においては、図１、図２、図３に例示したように圧電素子部分は水と直接接しないので、特許文献１のように圧電素子自体にキャビテーション・エロージョン対策を講ずる必要がない。すなわち、本発明においては、振動部１２、振動部２２、振動部３２に対して上述した対策を講ずる。
【００４２】
さらに、上述した本発明の種々の実施の形態の振動子は、水と接しない状態、あるいは、キャビテーション・エロージョンの影響を受けない場合に使用するには、被覆部１４を取り外すだけでよい、または、既存の振動子を、たとえば、超音波加湿器用振動子に使用するとき、上述した被覆部１４、被覆部２４、被覆部３４などを装着すればよいので、使い勝手がよいという利便性もある。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】図１（Ａ）、（Ｂ）は、振動子の第１用途の例を示す図である。
【図２】図２は振動子の第２用途の例を示す図である。
【図３】図３は、振動子の第３用途の例を示す図である。
【図４】図４は、図１〜図３に例示した用途において、振動子の先端に発生した腐食状態の１例を示す図である。
【図５】図５は、図１〜図３に例示した用途において、振動子の先端に発生した腐食状態の他の１例を示す図である。
【図６】図６（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の第１実施の形態の振動子の断面図である。
【図７】図７（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の第２実施の形態の振動子の斜視図と断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０、１０Ａ…振動子、１１…圧電素子、１２…振動部、１２Ａ…湾曲部、１２Ｂ…円筒状部、１２Ｆ…先端、１３…固定部、１４…被覆部
２０、２０Ａ…振動子、２１…圧電素子、２２…振動部、２３…固定部、２４…被覆部
３０、３０Ａ…振動子、３１…圧電素子、３２…振動部、３２Ａ…傾斜部、３２Ｂ…平坦部、３２Ｆ…先端、３３…固定部、３４…被覆部
５０…水供給用綿、６０…水槽、７０…水槽
【図１】
2007111636.tif 000003
【図２】
2007111636.tif 000004
【図３】
2007111636.tif 000005
【図６】
2007111636.tif 000006
【図７】
2007111636.tif 000007
【図４】
2007111636.tif 000008
【図５】
2007111636.tif 000009